Sensores de medición de temperatura

Grado Kelvin

Grado Kelvin

El grado kelvin es la unidad de temperatura del Sistema Internacional. El grado kelvin es una de las siete unidades básicas de temperatura. Su símbolo en el sistema internacional de unidades es K.

Junto con el grado centígrado, el grado kelvin es una de las dos unidades de temperatura más utilizadas mundialmente.

La escala Kelvin es una escala de temperatura termodinámica (absoluta) donde el cero absoluto, la teórica ausencia de energía, es cero (0 K). Esta unidad recibe su nombre en honor al físico, matemático e ingeniero británico William Thomson (1824 - 1907), que posteriormente fue nombrado Lord Kelvin. Lord Kelvin escribió sobre la necesidad de una "escala de temperatura termodinámica".

Para expresar la diferencia de temperatura o el intervalo, el uso de grados kelvin (o kelvins) en lugar de grados centígrados ayuda a evitar situaciones en las que se confunden estas cantidades con la temperatura centígrada. El kelvin es la unidad de temperatura adecuada para usarse en unidades derivadas, como W / (m · K) o para tener un prefijo, como milli en mK.

Diferencia entre kelvin y grados kelvin

A diferencia de los grados Fahrenheit y los grados Celsius, el kelvin no es un "grado", ni tampoco debe escribirse con el símbolo de los grados. El nombre correcto de la unidad es kelvin (comenzado con minúscula). A veces se puede ver escrito como grado Kelvin, o con el símbolo ° K por analogía con el grado Celsius, pero no es correcto. Sus unidades son kelvins y expresan con una sola K.

El kelvin fue definido en 1954 como grado kelvin en la 10ª Conferencia General de Pesos y Medidas. Por decisión tomada en 1967 en la 13ª CGPM el nombre deviene la actual kelvin.

En 1967/1968, la Resolución 3 de la 13ª Conferencia General de Pesos y Medidas cambió el nombre del incremento unitario de temperatura termodinámica "kelvin", símbolo K, reemplazando "grado Kelvin", símbolo ° K.

Definición de kelvin

El kelvin (antiguo grado kelvin) se define basándose en 2 factores,

  • Zero kelvin se corresponden con el cero absoluto, que es la temperatura mínima que se puede conseguir, y se corresponde con la falta de movimiento a nivel molecular. Esta temperatura equivale a -273,15 grados Celsius, y a -459,67 grados Fahrenheit
  • Un kelvin es exactamente 1 / 273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Una diferencia de un kelvin es equivalente a la de un grado Celsius, actualmente, la escala Celsius se define a partir del kelvin y el grado Celsius es una unidad derivada del sistema internacional de unidades.
  • En 2007 la 23ª  Conferencia General de Pesos y Medidas adoptó una resolución en la que aclaraba que el agua a la que se refiere la definición del kelvin debe tener una composición isotrópica concreta.

    Usos prácticos del kelvin

    El grado kelvin se utiliza en muchos aspectos de la física. Sin embargo presentamos dos aplicaciones en que el kelvin tiene una especial importancia.

    Temperatura de color

    El grado kelvin se usa a menudo en la medida de la temperatura de color de las fuentes de luz. La temperatura del color se basa en el principio de que un radiador de cuerpo negro emite luz cuyo color depende de la temperatura del radiador. Los cuerpos negros con temperaturas inferiores a aproximadamente 4000 K parecen rojizos, mientras que los que están por encima de aproximadamente 7500 K parecen azulados.

    La temperatura de color es importante en los campos de proyección de imágenes y fotografía, donde se requiere una temperatura de color de aproximadamente 5600 K para que coincida con las emulsiones de película de "luz diurna". En astronomía, la clasificación estelar de las estrellas y su lugar en el diagrama Hertzsprung-RussellSe basan, en parte, en su temperatura superficial, conocida como temperatura efectiva. La fotosfera del Sol, por ejemplo, tiene una temperatura efectiva de 5778 K.

    Las cámaras digitales y el software fotográfico a menudo utilizan la temperatura de color en K en los menús de edición y configuración. La guía simple es que cuanto más alta sea la temperatura de color, más blanca o azul será la imagen. La reducción de la temperatura de color dará una imagen más dominada por colores rojizos, "más cálidos".

    Kelvin como una medida del ruido

    En electrónica, el kelvin se utiliza como un indicador de qué tan ruidoso es un circuito en relación con el piso de ruido final, es decir, la temperatura del ruido. El llamado ruido Johnson-Nyquist de resistencias y condensadores discretos es un tipo de ruido térmico derivado de la constante de Boltzmann y se puede usar para determinar la temperatura de ruido de un circuito que utiliza las fórmulas de Friis para el ruido.

    Historia de la escala Kelvin

    La escama Kelvin y su unidad han tenido a lo largo de la historia diferentes hitos en el desarrollo:

    1848: William Thomson, primer Barón de Kelvin escribía en su diario Sobre la escala termométrica absoluta, de la necesidad de una escala donde "el frío infinito" (cero absoluto) fuera el punto nulo de la escalera, y que utilizara el grado Celsius por su incremento de unidad. Esta escala absoluta es conocida hoy como la escala de temperatura termodinámica de Kelvin. Es notable que el valor de Thomson de -273,15 obtuviera de hecho de 0,00366, que era el coeficiente de expansión aceptado del gas por grado Celsius relativo al punto de congelación. El inverso de -0,00366 expresado con cinco dígitos significativos es -273,22 ° C que es extraordinariamente al borde del valor verdadero de -273,15 ° C.

    1954: La resolución 3 del 10º CGPM daba a la escala Kelvin su moderna definición, designando el punto triple del agua como su segundo punto que define y asigna su temperatura a exactamente 273,16 grados Kelvin.

    1967/1968: La resolución 3 de la 13ª CGPM rebautizó el incremento de la temperatura termodinámica como kelvin, símbolo K, que reemplazaba grado absoluto, símbolo ° K. Además, es útil para definir más explícitamente la magnitud del incremento, la 13ª CGPM también afirma a resolución 4 que El kelvin, unidad de temperatura termodinámica, es igual a la fracción 1 / 273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

    2005: El Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM), un comité del CGPM, afirmaba que para los propósitos de delinear la temperatura del punto triple del agua, la definición de la escala de temperatura termodinámica Kelvin se referiría a la agua con una composición isotópica especificada en la Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW).

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    Última revisión: 28 de agosto de 2017

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